气候变化对陆地生态系统第一性生产力的影响研究综述

气候变化对陆地生态系统第一性生产力（ＮＰＰ）的影响是一个倍受关注的问题,目前从观测、实验和模拟等向个方面在不同层次上对这个问题进行了大量的研究,气候变化对生态系统ＮＰＰ的影响取决于气候各因子及其组合变化的方向,生态系统与当前气候之间的关系,另外还要受养分及其它因子的影响,目前大量存在的ＮＰＰ模型各有段缺点,模拟结果各异但有会聚的趋势,改进观测方法和理论,建立全球共享ＮＰＰ数据库、进行大规模生态系统层次的实验研究和发展生态系统动态模型（ＤＧＶＭ）是未来一段时期研究的重点。     

气候变化对中国北方荒漠草原植被的影响

气候变化对陆地生态系统的影响及其反馈是全球变化研究的焦点之一。利用气候变量实现对遥感植被指数所表示的植被绿度信息的模拟，可以尝试作为表达生物圈过去和未来状态的一种途径。利用1961-2000年的气温、降水和1983-1999年的NOAA/AVHRR资料，分析了中国北方地带性植被类型荒漠草原植被分布区的短尺度气候的年际和季节变化，及其对植被的影响。结果表明，过去40年中该区域年际气候变化表现为增温和降水波动。年NDVI的最大值（NDVI_max）可以较好地反映气候的变化，过去17年中NDVI_max出现的时间略有提前。综合分析NDVI、植被盖度、NPP、区域蒸散量、土壤含水量及其气候的年际变化，表明增温加剧了土壤干旱化，降水和土壤含水量仍是制约本区植被生长的根本原因。     

南极新生代海陆格局变迁对全球气候变化的影响

南极大陆记录了新生代以来地质演化中多次重大地质事件,包括大陆生长、裂解和离散、全球冷却和大陆尺度南极冰盖的发展等。尽管非常重要,但至今关于南极大陆新生代地质演化仍有诸多争论。文章主要针对塔斯曼通道和德雷克海峡贯通过程,系统总结并分析了南极洲、南美洲和澳大利亚的构造、岩浆和沉积演化历史。始新世晚期至渐新世早期开始发育的南极环极洋流（ACC）受德雷克海峡和塔斯曼通道扩张程度的控制。综合分析和对比研究表明,~34 Ma全球气候从"暖室"到"冷室"的转变与ACC开始的时间一致,表明构造通道的打开控制了ACC的发育,进而对全球气候产生了重要影响。最后,简要总结了南极作为一个完整的地球系统,其新生代地质演化如何控制海陆格局的变迁,并提出未来研究需要解决的关键问题。     

全球气候变化对红树林生态系统的影响与研究对策

红树林生态系统出现于热带和亚热带的潮间带，是一个脆弱或敏感的生态系统，受到陆相和海相的双重影响，可能是全球气候变化影响的早期指示者。气候变化引起海平面升高的速率在９－１２ｃｍ／１００ａ时或超过红树林底质的沉积速率时，红树林就受到胁迫甚至消亡。平均气温上升可能造成红树林种类组成的变化。一定限度的升温有利红树植物的生长发育，但太高温度不利其叶的形成和光合作用，温度的累积作用会有相当大的影响，并通过土壤     

大洋钻探与全球变化(一)——南极地区显生宙晚期气候演变历史及对全球的影响

通过介绍Ｊ．Ｐ．Ｋｅｎｎｅｔｔ为代表的“洋流说”阐述了大洋钻探２５年来约１０个航次研究所揭示的南极地区显生宙晚期气候演变的历史。晚白垩世时南极地区和全球一样暖和无冰，末期变冷，古新世开始后不久又转暖，早始新世－中始新世早期达顶峰，以后变冷。渐新世为主要冷却期，南极东部形成冰盖，中，晚中新世为另一重要冷却期，南极西部以至全部南极在中新世晚期－上新世早期最终形成稳定冰盖。德雷克海峡打开，环南极洋流（Ａ     

中国陆地生态系统植被结构和净第一性生产力对未来气候变化响应

本文对现有的区域植被动态模型进行了改进,改进后的模型包含了生态系统中生物量动态、植被结构动态、氮素循环过程三者之间的耦合,以及植被和土壤的相互作用.新模型的状态变量包括植被的绿色和非绿色生物量及其氮素浓度,3层土壤的水分,土壤的全氮和速效氮含量.利用全国范围内在过去数10年中定点观测生物量、生产力、土壤全氮和速效氮的含量、卫星遥感植被指数、全国植被图、地形图、土壤图等多方面的基础数据,我们进行了模型的参数化工作,并对模型做了初步验证.结果说明本模型能够比较准确地模拟当前气候条件下植被的生物量、生产力和氮素吸收等动态过程.在此基础上,我们将改进后的模型用于中国陆地生态系统对全球变化响应的研究.为此我们采用了7个大气环流模型的输出的降水和温度的改变量和大气CO2浓度加倍条件,结合现有气候条件,生成未来气候变化情景(scenarios),并用这些情景来驱动改进后的模型直到模型到达稳定状态.模拟结果说明:在未来气候变化条件下,温带常绿针叶林、亚热带山地常绿针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林,典型禾草草原的分布将显著增加,而落叶针叶林、亚热带常绿针叶林、常绿灌木、禾草和半灌木草原、高寒禾草草甸的分布将有显著的下降,其他植被类型对全球变化的响应不太敏感.33°N以南,净第一性生产力将有显著增加,而33°N以北,净第一性生产力增加较少,局部地区生产力甚至下降.模拟的中国陆地生态系统的北部生产力比南部具有较大的变化和不确定范围.因此,从最大程度的减少和降低生态系统对气候变化响应的不确定程度出发,未来气候变化的研究的重点应该在北方.     

南极地区数百年来气候变化的冰芯记录对比研究

随着国际横穿南极科学考察计划的实施, 近年来开展了沿中山站-Dome A考察路线的冰芯研究, 获得了伊丽莎白公主地250 a来气候环境变化的高分辨率记录. 通过与Lambert冰川流域西侧有关研究结果的对比, 揭示了该冰川谷地为东南极洲重要气候分界线的特征. 综合南极地区其它地点冰芯记录和冰盖变化研究结果, 发现以小冰期为代表的寒冷期在东南极洲较为明显, 在西南极洲则不明显, 甚或恰好相反, 表现为温暖阶段. 就东南极洲来说, 也存在明显的区域差异: 以Lambert冰川谷地为界, 东部地区, 如Wilkes Land (Law Dome), Victoria Land北部(Hercules Neve)等地, 小冰期冷期比较突出;西部地区, 如Dronning Maud Land和Mizuho高原, 情况不是很明确. Lambert冰川流域是非常特殊的地方, 虽然小冰期冷期也存在, 但1850年前后的显著高温和近100多年来的降温与南极洲其它地方都不一样, 而与南极半岛北侧一冰芯所给出的400 a温度变化记录极为相似, 我们尚不能解释为何如此遥远的两个地点具有很好的一致性而与其它地方则不一致.     

土壤碳循环研究进展

土壤碳是陆地碳库的主要组成部分,全球土壤有机碳总量达1270 Gt。气候变化影响植物生长、植物碎屑分解速率以及土壤—大气碳通量,这对大气CO₂含量有重要影响。土壤有机质模型是研究生态系统尺度土壤碳循环的唯一可用工具,目前已开发出多种。大量研究表明,¹⁴Ｃ测试是研究土壤有机碳组成及驻留时间的重要手段,土壤有机碳由一系列具不同更新时间的组分构成。土壤粒级组成、矿物特征及土体结构等内在因素制约土壤有机碳存量及状态,对于长时间尺度碳的更新具有重要意义。研究不同气候带土壤有机碳储量及动态变化特征,可为预测未来农、林生态系统变化提供理论依据。     

长江源区高寒生态与气候变化对河流径流过程的影响分析

近40 a来长江源区气候变化剧烈,是青藏高原增温最为显著的地区之一,高寒生态系统与冻土环境不断退化.采用多因素逐次甄别方法与半经验理论方法相结合,基于多年冻土的不同植被覆盖降水-径流观测场观测试验结果,分析了长江源区气候-植被-冻土耦合系统中各要素变化对河川径流的不同影响.结果表明:近40 a来长江源区河川径流呈持续递减趋势,年均径流量减少了15.2%,频率>20%的径流量均显著减少,而>550 m³·s^-1的稀遇洪水流量发生频率增加;气候变化与高寒草甸覆盖变化对源区径流变化的影响较大,分别占5.8%和5.5%;气候与植被覆盖变化对径流的显著影响是与冻土耦合作用的结果,但冻土环境与冰川变化对径流的贡献尚不能准确评价.高寒沼泽湿地和高寒草甸生态系统对于源区河川径流的形成与稳定起到关键作用,这两类生态系统的显著退化是驱动河川径流过程中变差增大、降水-径流系数减少以及洪水频率增加的主要原因.保护源区高寒草甸与独特的高寒湿地生态,对于维护源区水涵养功能和流域水安全意义重大.     

气候变化对陆地水循环影响研究的问题

简要地回顾了现存的由气候情景驱动水文模型研究气候变化对陆地水循环影响的方法。指出这种单向连接方法很难将气候变暖及人类活动引起的陆地水循环变化反馈给大气。这既影响对降雨的预测精度,又不能正确地描写陆地水循环的变化。近10年来气候学家对大气环流模型中陆面过程模型的改进以及水文气候学家对大尺度水文模型研究所取得的进展,展现了它们之间的互补性,以及未来用水文-气候耦合模型方法研究气候变化与人类活动对陆地水循环影响及水资源预测的可能性。     

气候变化的影响与长期气候目标的建立研究进展

IPCC报告指出,气候变化已经并将继续显著地影响人类赖以生存和发展的资源、生态和环境,并对经济、水资源、海岸带以及生态系统造成重大影响。随着全球气候的进一步增暖,各种不利影响的严重程度可能会加剧。在研究气候变化带来影响的基础上,分析了气候变化的驱动因素,提出减缓气候变化影响应该建立一个长期的气候目标,并建议采取相应对策。     

全球气候变化对中国未来地表径流的影响

本文应用改进的水分平衡模型研究了不同气候变化情景下中国未来地表径流的变化。结果表明:基于不同的气候变化情景模拟所得的地表径流变化在空间上有差异,总体上,中国未来的地表径流将增加;长江上游地区的地表径流春季下降但在夏季增加,而下游地区的则相反,夏季径流下降而春季径流剧增;气溶胶对地表径流变化方面有影响,但在各个气候变化情景下缺乏一致性。     

气候变化对黄土碳库效应影响的敏感性研究

中国黄土分布广、厚度大,是古气候变化的良好记录载体,然而黄土在大气CO2循环中到底是源还是汇一直是困扰人们的一个问题.本文利用陆相生态系统中的生物地球化学模型,通过敏感性试验,模拟了土壤有机碳对气候变化的响应.结果表明:1)在各种稳定的气候条件下黄土的土壤有机质都是持续增加的,因此可以认为自然条件下黄土是大气CO2的一个汇;2)温度和降水对黄土中土壤有机质含量的影响正好相反,表明湿度是影响黄土地区生态环境的主要因素,温度和降水都是通过对湿度的影响来影响植被生态的;3)地表植被和土壤有机质是黄土碳库与大气CO2之间的重要媒介.黄土表层的生物地球化学过程是影响黄土碳汇效应的主要过程;4)黄土碳库的主要存在形式以次生碳酸盐为主,其次是土壤有机质,气态CO2只占很小比例.     

南极洲伊丽莎白公主地区250年来气候环境变化研究

利用 1996 / 1997年中国首次南极内陆冰盖考察获得的 5 0m雪芯资料 ,恢复了南极洲伊丽莎白公主地区 2 5 0年来的气候变化情况 :2 5 0年来 ,伊丽莎白公主地区的积累率和气温大致可以 186 0年为界分为两段 ,186 0年以前气温和积累率都呈现上升趋势 ,而 186 0年以后气温明显降低 ,积累率变化不明显。同时 ,从 2 5 0年的时间尺度考察近半个世纪以来气温和降水的结果表明 ,虽然目前两者都呈现上升的趋势 ,但都不是历史上的最高值。 2 5 0年来的大气环境变化研究表明 :δ18O与NO-3 、nssSO2 -4 浓度变化表现出一定程度的负相关性 ,即冷期时这两种离子的浓度都较高 ,暖期时浓度低 ,这可能是冷期经向环流加强从而有利于其从中、低纬度传输的缘故 ;而海盐离子Cl-、Na+ 和Mg2 + 与δ18O无任何相关关系 ,可能反映了本地区雪冰中的海盐离子主要来源于周边海洋地区的降水。     

中国干旱-半干旱区当代气候变化

本文在作者近年有关研究工作的基础上，结合最新资料和有关成果，对我国干旱－半干旱区当代气候变化做了比较系统的分析。结果表明，中国干旱－半干旱区气候变化与全国和北半球气候变化相比有一定的特点。冬夏温度变化不同，干旱－半干旱区降水变化趋势不同。     

关中地区的新石器古文化发展与古环境变化的关系

气候环境变化作为影响或制约古文化发展、演化的重要因素,虽然经常受到质疑,但依然被越来越多的考古工作者,包括一些古气候学者所接受。关中地区是我国古代文明重要的发源地之一,为探讨气候环境变化与古文化演化之间可能存在的联系提供了条件。本文对已有很好研究基础的渭南全新世黄土剖面的孢粉、植硅体、蜗牛化石及磁化率和粒度记录进行综合分析,研究得出该区全新世以来有3次突出的气候温暖湿润期（9000～7300aB.P.,6800～5500aB.P.和4500～4300aB.P.）和3次明显而短暂的寒冷干旱期（7300～6800aB.P.,5500～5000aB.P.和约4000aB.P.）。温暖湿润气候期与关中地区的老官台（8000～7000aB.P.）、仰韶（7000～5000aB.P.）、龙山（5000～4000aB.P.）等文化繁盛期几乎是同步的,而发生在7300～6800aB.P.,5500～5000aB.P.及4000aB.P.前后的寒冷干旱气候环境,不是简单的气候冷暖变化,而是影响了生物、水、大气等表生地球系统的气候变化事件,改变了该区的植被类型和生物群落的变迁,这3次气候变化事件时间上大致对应了老官台-仰韶-龙山-夏商文化交替的时间。然而,根据目前的气候记录及时间分辨率还难以判断更次一级的气候环境变化与各文化期不同文化类型变化之间的关系。对关中地区泉护遗址植硅体的分析显示,4500aB.P.以来水稻含量的增加与气候变干的趋势并不一致,推测可能与古人利用渭河水资源种植水稻有关。研究认为关中地区气候环境变化与文化发展之间的关系,有一定的规律可寻,但是由于目前对古气候-古环境变化的幅度、详细的考古文化性质的认识不足,以及时间分辨率和年代学的限制,还无法确切说明什么程度的气候环境变化对哪些文化类型通过什么机制产生了何种程度的影响。     

科学大洋钻探与全球气候变化研究

文章简要地回顾了科学大洋钻探的发展历程。深海钻探计划（ＤＳＤＰ）革命性地改变了地球科学家们对地球动力作用的认识。ＤＳＤＰ的后继者，即大洋钻探计划（ＯＤＰ）正在全球各大洋收集有关这些作用在几万至几十万年时间尺度上变化的高分辨率记录，并已在与全球气候有关的下述领域取得了重要进展：地质历史时期气候变化的幅度、速度及原因，按轨道调谐的新生代（１０Ｍａ前以来）地质年代表，高纬度地区冰盖形成及演化历史，造山运动与长期气候变化之间的相互关系，气体水合物与全球气候变化的相互制约关系。ＤＳＤＰ和ＯＤＰ的成就使地球科学家们相信，在全球年轻的大洋底实施钻探以取得连续的沉积记录和录井记录，是研究过去全球气候的长期、短期变化的有效而重要的手段，并将给未来全球变化的研究带来启示